无线机的制作方法

本发明涉及经由从控制装置而与由主控制装置和从控制装置构成的系统连接的无线机。

背景技术：

在具有主控制装置和多个从控制装置的系统中，通过将从控制装置置于主控制装置的控制下，能够对各控制装置分配各种处理，能够使系统整体执行复杂的处理。这种系统是在各种领域中利用的形态，例如，在专利文献1所示的技术中，通过无线通信分别连接主控制装置和多个从控制装置，由此，基本上去除了与控制装置间的配置有关的制约，能够在不存在物理限制的情况下进行系统构筑。但是，在这种系统中，为了使各控制装置的动作协调，需要取得控制装置间的同步。因此，为了取得同步，利用无线网络的网络时钟。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-116811号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在fa(工厂自动化)领域中，也广泛利用以下形态：在采用规定的通信方式连接主控制装置与从控制装置之间而形成的系统中，连接各种控制设备，利用来自主控制装置的控制信号对各控制装置进行驱动控制。特别是fa领域的控制装置等在工厂内的生产线中使用，因此，要求较强的控制稳定性。因此，存在避免通过无线通信进行控制装置间的信号授受的倾向。这是因为，在无线通信的情况下，由于工厂内的噪声等，信号的授受不一定始终成功。

另一方面，在fa领域中，最近，在收集由传感器计测出的数据的情况下，出现为了高效地从宽范围配置的传感器向控制装置侧传输数据而希望利用无线通信这样的要求。并且，无线通信的对象不仅是传感器，还可能是各种驱动装置。但是，如上所述，在fa领域中，此前并未积极地利用无线通信，因此，很难说对用于通过无线通信收集传感器的计测数据和驱动装置的无线驱动的结构进行了充分研究。即，在现有技术中，不容易经由无线通信对包含经由无线通信的传感器的驱动装置进行控制。

本发明正是鉴于这种问题而完成的，其目的在于，提供在由主控制装置和从控制装置构成的fa领域的系统中容易地导入无线机的技术。

用于解决课题的手段

在本发明中，为了解决上述课题，采用以下结构：经由从控制装置的一个通信端口以有线的方式连接能够与一个驱动装置进行无线通信的无线机，并且，以使该一个驱动装置与无线机侧直接连接的方式，对主控制装置与一个驱动装置之间的数据传输进行中继。由此，虽然一个驱动装置通过无线通信与无线机连接，但是，从主控制装置观察时，看起来是一个驱动装置存在于无线机侧。因此，在主控制装置和从控制装置中，关于与驱动装置之间的通信，能够仍如以往那样实现无线机的导入。

详细地讲，本发明的无线机形成为能够与一个驱动装置进行无线通信，该无线机通过有线通信与从控制装置连接，该从控制装置能够采用规定的通信方式进行通信地与主控制装置连接，其中，所述无线机具有：连接部，其以能够经由所述从控制装置具有的多个通信端口中的一个通信端口进行所述有线通信的方式，将所述无线机与该从控制装置连接；识别信息收集部，其在通过所述无线通信与所述一个驱动装置初次连接时，从该一个驱动装置收集用于识别该一个驱动装置的识别信息；以及传输控制部，其根据由所述识别信息收集部收集到的所述一个驱动装置的识别信息，以使该一个驱动装置与所述一个通信端口虚拟地直接连接的方式，对所述主控制装置与该一个驱动装置之间的数据传输进行中继。

作为在主控制装置与从控制装置之间利用的规定的通信方式，能够利用fa领域中使用的io链路或asi-bus等通信方式。这里，从控制装置是在以总线型连接具有同等功能的控制装置时在通信方面置于主控制装置的控制下的控制装置。因此，从控制装置在通信方面位于主控制装置的下位，根据来自主控制装置的指示对从控制装置进行控制，进而，根据来自主控制装置的指示对与从控制装置连接的驱动装置进行控制。

这里，本发明的无线机经由从控制装置的一个通信端口以能够进行有线通信的方式与从控制装置连接，并且，无线机自身构成为能够与一个驱动装置进行无线通信。这里，在一个驱动装置通过无线通信与无线机初次连接时，识别信息收集部收集该一个驱动装置的识别信息。另外，关于该无线机与一个驱动装置的初次连接，不仅包含在物理上连接无线机和一个驱动装置的状态，而且包含在无线机与一个驱动装置之间初次能够进行信号授受的状态。即，该初次连接是指在无线机与一个驱动装置之间能够进行实质的信号授受的状态。

而且，传输控制部利用收集到的一个驱动装置的识别信息，对主控制装置与一个驱动装置之间的数据传输进行中继，由此，形成作为主控制装置的控制对象的一个驱动装置与从控制装置直接连接的虚拟状态。即，传输控制部利用收集到的识别信息，形成与从控制装置直接连接的虚拟的一个驱动装置。因此，主控制装置对与从控制装置直接连接的虚拟的一个驱动装置进行数据传输。即，传输控制部作为虚拟的一个驱动装置接收从主控制装置传输来的数据，或者，传输控制部作为虚拟的一个驱动装置向主控制装置传输来自一个驱动装置的数据。

由此，主控制装置将通过无线通信与无线机连接的一个驱动装置作为与从控制装置的一个通信端口连接的驱动装置进行与数据传输有关的处理。因此，在由主控制装置和从控制装置构成的系统中，关于与驱动装置之间的通信，与以往相比没有任何改变，仅通过对从控制装置有线连接无线机，就能够通过无线通信实现与一个驱动装置之间的数据传输，从而容易向系统导入无线机。

这里，也可以是，所述无线机形成为能够与包含所述一个驱动装置在内的多个驱动装置进行无线通信。在该清下，所述连接部以能够经由与所述多个驱动装置的数量对应的、包含所述一个通信端口的所述从控制装置具有的多个通信端口进行所述有线通信的方式，将所述无线机与该从控制装置连接。并且，所述识别信息收集部在通过所述无线通信与所述多个驱动装置初次连接时，从各驱动装置收集用于识别各个驱动装置的识别信息，所述传输控制部根据由所述识别信息收集部收集到的所述多个驱动装置各自的识别信息，以使所述多个驱动装置分别与所述多个通信端口虚拟地直接连接的方式，对所述主控制装置与该多个驱动装置之间的数据传输进行中继。

这样，即使在多个驱动装置通过无线通信与无线机连接的情况下，通过传输控制部进行数据传输的中继，也可形成各驱动装置与从控制装置的多个通信端口分别直接连接的虚拟状态。因此，主控制装置将实际上通过无线通信与无线机连接的各驱动装置虚拟化成与从控制装置的各通信端口连接的驱动装置，然后进行与数据传输有关的处理。其结果是，在由主控制装置和从控制装置构成的系统中，关于与多个驱动装置之间的通信，与以往相比没有任何改变，仅通过对从控制装置有线连接无线机，就能够实现经由无线通信的与各驱动装置之间的数据传输。

并且，在上述无线机中，也可以是，在所述无线机经由所述多个通信端口而与所述从控制装置连接之前的更换前状态下，与所述多个驱动装置相当的多个更换前驱动装置经由该多个通信端口而与该从控制装置直接连接。此时，所述主控制装置具有在所述更换前状态下与所述从控制装置连接的所述多个更换前驱动装置各自的识别信息。并且，在该情况下，在所述无线机通过所述连接部而与所述从控制装置初次连接时，所述传输控制部从所述主控制装置取得该主控制装置具有的所述多个更换前驱动装置各自的识别信息，将该取得的该多个更换前驱动装置各自的识别信息与由所述识别信息收集部收集到的所述多个驱动装置各自的识别信息对应起来，由此，以使该多个驱动装置分别与连接有对应的该多个更换前驱动装置的所述通信端口虚拟地直接连接的方式，进行所述数据传输的中继。

上述更换前状态是在由主控制装置和从控制装置构成的系统中导入本发明的无线机之前的状态。在该更换前状态下，与更换后的多个驱动装置相当的多个更换前驱动装置与从控制装置的多个通信端口分别直接连接。这样，在各更换前驱动装置与从控制装置直接连接的状态下，更换前驱动装置与从控制装置之间成为物理上受到约束的状态，因此，不容易自由配置各驱动装置。这里，在该更换前状态下，主控制装置具有更换前驱动装置各自的识别信息。

而且，在无线机通过连接部而与从控制装置初次连接时，即，进行多个更换前驱动装置与多个驱动装置的更换时，传输控制部进行主控制装置具有的多个更换前驱动装置的识别信息与新连接的多个驱动装置的识别信息的对应。由此，主控制装置能够维持着对导入无线机前的更换前驱动装置进行数据传输的状态，对导入无线机后的驱动装置进行数据传输。另外，关于该对应，传输控制部可以任意地关联多个更换前驱动装置和多个驱动装置，或者，在多个更换前驱动装置中的每一个与多个驱动装置中的每一个具有某些相关性的情况下，经由用户的输入等对无线机提供与该相关性有关的信息，由此，能够进行优选的关联。

这里，在上述无线机中，也可以是，所述传输控制部将由所述识别信息收集部收集到的所述多个驱动装置各自的识别信息，和与所述从控制装置侧的所述多个通信端口分别对应的所述无线机侧的多个通信端口关联起来，由此，形成该多个驱动装置与该从控制装置侧的多个通信端口虚拟地直接连接的状态。由此，在由主控制装置和从控制装置构成的系统中，关于与多个驱动装置之间的通信，能够如以往那样对经由无线机的多个驱动装置进行数据传输。

这里，在上述无线机中，也可以是，所述多个驱动装置分别是计测规定的环境参数的传感器。而且，驱动装置也可以是被主控制装置进行驱动控制的致动器。并且，也可以在多个驱动装置中混合上述传感器和上述致动器。

发明效果

能够提供在由主控制装置和从控制装置构成的fa领域的系统中容易地导入无线机的技术。

附图说明

图1a是示出连接有本发明的无线机的、由主控制装置和从控制装置构成的系统的概略结构的图。

图1b是示出形成图1所示的系统之前的、由主控制装置和从控制装置构成的系统的概略结构的图。

图2是图1a所示的无线机1的功能框图。

图3是示出在图1a所示的系统中，在无线机1、从控制装置30、主控制装置20之间进行的与计测信息的传输用的处理有关的时序的图。

图4是上段(a)示出与图1b所示的系统结构时主控制装置具有的传感器的识别信息有关的数据的结构的一例，下段(b)示出与图1a所示的系统结构时无线机收集到的传感器的识别信息有关的数据的结构的一例的图。

图5是示出连接有本发明的无线机的、由主控制装置和从控制装置构成的系统的概略结构的第2图。

具体实施方式

参照附图对连接有本发明的无线机1的由主控制装置20和从控制装置30、40构成的控制系统以及该控制系统中包含的无线机1、各控制装置20、30、40进行说明。另外，以下的实施方式的结构只是例示，本发明不限于该实施方式的结构。

图1a所示的控制系统是主要在fa领域中使用的系统，是对主控制装置20连接2台从控制装置30、40而形成的。而且，在各控制装置之间，按照在fa领域中标准使用的规定的通信方式传输控制信号和规定的数据。作为该规定的通信方式，能够例示io链路方式和asi-bus方式。这些通信方式在fa领域内是已知的，因此，在本说明书中省略其详细说明，但是，例如，io链路方式是用于能够进行从主控制装置到从控制装置及与其连接的最下层级别的器件的通信的io技术，基于iec61131-9。

在图1a所示的控制系统中，在主控制装置20中具有多个通信端口，在图1a中记载有通信端口20x、20y。主控制装置20经由各通信端口以能够进行通信的方式与从控制装置30、40分别有线连接。另外，关于主控制装置20与从控制装置30、40之间的通信，进行点对点通信。这里，从控制装置30经由通信端口20x而与主控制装置20有线连接，此时，从控制装置30侧的通信端口是30x。并且，从控制装置40经由通信端口20y而与主控制装置20有线连接，此时，从控制装置40侧的通信端口是40x。

在本实施例中，对从控制装置30进行详细说明。除了通信端口30x以外，从控制装置30还具有4个通信端口30a～30d。在各通信端口上连接有更下层的器件，具体而言，传感器3经由通信端口30a而与从控制装置30有线连接。进而，无线机1分别经由通信端口30b、30c、30d而与从控制装置30有线连接。即，无线机1也具有按照规定的通信方式的通信端口，具体而言，在无线机1侧设置有与从控制装置30b、30c、30d分别对应的3个通信端口，而且，从控制装置侧的通信端口和无线机1侧的通信端口一对一地有线连接，从控制装置30与无线机1的通信也是按照规定的通信方式的点对点通信。

在该无线机1中，形成为能够与多个带无线功能的传感器(在本实施例中为传感器2a～2c这3台传感器)分别进行无线通信。另外，无线机1与各个传感器2a～2c的无线通信能够利用任意的通信方式。在这样形成的图1a所示的系统中，按照来自主控制装置20的指示，由传感器3、传感器2a～2c进行计测并经由从控制装置30向主控制装置20侧收集计测数据。

另外，传感器3、传感器2a～2c分别是用于计测规定的外部环境参数(温度、湿度、加速度等)的传感器。例如，能够在各传感器中搭载磁传感器、光电传感器、温度传感器、湿度传感器、照度传感器、流量传感器、压力传感器、地温传感器、粒子传感器等物理系传感器或者co2传感器、ph传感器、ec传感器、土壤水分传感器等化学系传感器。在本实施方式中，为了简化说明，设在传感器3、传感器2a～2c中仅搭载用于计测配置各个传感器的位置处的外部温度的温度传感器，由主控制装置20收集的数据为该计测到的温度数据。

在对这样形成的控制系统的动作进行详细说明之前，根据图1b对形成该控制系统之前的过程进行说明。图1b是示出形成图1a所示的形态之前的控制系统的形态的图。从控制装置30、40与主控制装置20的连接形态相同，但是，各传感器与从控制装置30的连接形态与图1a所示的形态不同。详细地讲，在图1b中，针对从控制装置30的4个通信端口30a～30d分别连接有传感器3和传感器3a～3c。而且，各传感器经由各通信端口与从控制装置30有线连接。

然后，如图1b所示，将与从控制装置30连接的由虚线包围的区域r1内的结构(即传感器3a～3c)更换成由虚线包围的区域r2内的结构(即无线机1及与其无线连接的传感器2a～2c)，由此构成图1a所示的控制系统。即，在更换前，4个传感器与从控制装置30有线连接，但是，在更换后，成为在4个传感器中的3个传感器与从控制装置30之间插入无线机1的状态。此时，从控制装置30与无线机1之间的有线连接数在更换前和更换后相同，都是3个。这样，通过使用无线机1，能够广泛地选择与其无线连接的传感器2a～2c的设置场所，能够有效地执行温度数据的收集。

另一方面，在图1a所示的控制系统中，与图1b所示的控制系统相比导入了无线机1，因此，在从主控制装置20收集传感器的计测信息时，必须考虑无线机1的存在来传输控制信号和计测信息。于是，在主控制装置20或从控制装置30中，要求与无线机1的导入对应的变更处理(用于应对从导入无线机1之前的状态起进行导入的处理)，对控制系统的用户增强一些负担。

因此，在图1a所示的控制系统中，在导入无线机1时，为了尽可能地减轻对控制系统的用户要求的负担，如图2所示对无线机1进行了研究。无线机1在内部具有运算装置、存储器等，不仅发挥有线通信和无线通信功能，而且通过该运算装置执行规定的控制程序，由此发挥各种功能。而且，图2是对无线机1具有的功能进行图像化的功能框图。另外，虽然没有图示，但是，主控制装置20、从控制装置30也同样具有各种功能部。

这里，根据图2对无线机1具有的功能部进行说明。作为功能部，无线机1具有控制部10、通信部11、计测信息存储部12。控制部10是负责无线机1中的各种控制的功能部，但是，特别地，具有识别信息收集部101、传输控制部102、计测信息收集部103。识别信息收集部101是如下功能部：在无线机1与通过无线通信连接的对象物即传感器2a～2c分别最初连接时，收集能够单独识别各传感器的识别信息。该识别信息还用于从控制装置30和主控制装置20识别各传感器，因此，是具有这些控制装置能够掌握的数据结构的信息。例如，在主控制装置20与从控制装置30之间的规定的通信方式是io链路方式的情况下，能够利用按照该io链路方式的与各传感器对应的iodd轮廓作为该识别信息。

并且，传输控制部102是如下功能部：以在从主控制装置30观察时，能够在传感器2a～2c虚拟地与从控制装置30的对应通信端口30b～30d分别连接的状态下进行通信的方式，对主控制装置30与传感器2a～2c之间的数据传输进行中继。具体而言，根据识别信息收集部101收集到的传感器2a～2c各自的识别信息，进行各传感器和与从控制装置30的通信端口30b～30d分别有线连接的无线机1侧的各个通信端口的关联。通过该关联处理，形成传感器2a～2c分别与从控制装置30的各个通信端口30b～30d虚拟地直接连接的状态，能够对主控制装置20与各传感器之间的数据传输进行中继。该虚拟的连接状态是可视为与各传感器和从控制装置30直接连接的图1b所示的状态相同的状态。换言之，传输控制部102能够进行动作，使得虽然是传感器2a～2c实际上通过无线通信与无线机1连接的状态，但是，通过上述数据传输的中继，好像传感器2a～2c分别与从控制装置30的各个通信端口30b～30d直接连接那样。

接着，计测信息收集部103是如下功能部：通过无线通信，从以能够进行无线通信的方式与无线机1连接的传感器2a～2c收集各个传感器计测出的计测信息即温度数据。可以根据来自主控制装置20的指示由计测信息收集部103收集温度数据，或者，也可以独立于主控制装置20而根据来自无线机1的指示由计测信息收集部103收集温度数据。

并且，通信部11是如下功能部：形成为与控制部10相互作用，进行无线机1与外部之间的通信即信息的发送接收。因此，通信部11是进行经由无线通信的与各个传感器2a～2c之间的发送接收、以及经由有线通信的与从控制装置30之间的发送接收的功能部。因此，通信部11还包含作为无线机1的发送接收部的功能。并且，通信部11还负责识别信息收集部101和计测信息收集部103收集计测信息时的接收、以及用于传输控制部102对数据传输进行中继的发送接收等。另外，在图2中，利用虚线表示通信部11的无线通信，利用实线表示有线通信。并且，计测信息存储部12是将由计测信息收集部103收集到的各传感器的温度数据存储在存储器中的功能部。

并且，虽然没有图示，但是在主控制装置20、从控制装置30中还形成有各种功能部。即，形成有用于对与从控制装置30连接的无线机1以外的驱动装置(例如传感器3)以及与主控制装置20连接的从控制装置30、40进行控制的功能部等。

<温度数据收集处理>

这里，图3示出图1a所示的控制系统的温度数据收集用的处理的时序图。另外，图3所示的时序示出将在如图1b所示的更换前状态下与从控制装置30连接的传感器3a～3c更换成如图1a所示经由无线机1的传感器2a～2b与从控制装置30的连接状态的从时刻t1起的处理流程。

首先，在时刻t1，无线机1经由通信端口30b、30c、30d而与从控制装置30有线连接。由此，在从控制装置30侧识别到无线机1，并且，在无线机1中，由识别信息收集部101收集能够与自身无线连接的传感器的识别信息。进行该识别信息的收集后，从无线机1向主控制装置20发送用于请求如图1b所示在更换前状态下与从控制装置30连接的传感器即传感器3和传感器3a～3c各自的识别信息(更换前识别信息)的请求信号。

这里，图4的上段(a)示出更换前识别信息的数据结构的一例。主控制装置20在收集如图1b所示与从控制装置30有线连接的传感器3、3a～3c的温度数据时，收集各自的识别信息(例如iodd轮廓)以识别这些传感器。因此，如图4的(a)所示，在更换前识别信息中存储有更换前的传感器3、3a～3c各自的识别信息。并且，图4的下段(b)示出存储有由识别信息收集部101收集到的传感器2a～2c各自的识别信息的数据。在该收集的识别信息中包含更换后的传感器2a～2c各自的识别信息。

再次返回图3后，在时刻t2，主控制装置20从无线机1接收更换前识别信息的请求，然后，进行该更换前识别信息的发送用的准备，并发送给无线机1。然后，无线机1在时刻t3接收该更换前识别信息。然后，无线机1通过传输控制部102进行上述数据传输的中继处理的准备，即，如上所述，进行新无线连接的传感器2a～2c和与从控制装置30的通信端口30b～30d分别有线连接的无线机1侧的各个通信端口的关联处理。

例如，在该关联处理中，使用之前取得的更换前识别信息和收集到的传感器2a～2c的识别信息。更换前识别信息包含的传感器中的当前时点未包含的传感器是传感器3a～3c。因此，将传感器2a～2c和与连接有传感器3a～3c的从控制装置30的通信端口30b～30d对应的无线机1侧的通信端口关联起来。然后，通过控制系统的用户向无线机1提供与更换前后的传感器彼此的对应有关的信息，由此进行各通信端口与各传感器的关联。例如，传感器2a、2b、2c也可以分别和与连接有传感器3a、3b、3c的通信端口30b、30c、30d对应的无线机侧的通信端口关联起来。并且，作为其他方法，也可以通过传输控制部102自动进行各传感器与各通信端口的关联。

这样，图3所示的时刻t1～t3的各处理成为控制系统的温度数据收集用的预处理。以后说明的从时刻t4起的处理成为实际进行温度数据收集的处理。

首先，在时刻t4，通过计测信息收集部103，无线机1收集各传感器计测出的温度数据。该收集到的温度数据被存储在计测信息存储部12内。然后，在时刻t5，从主控制装置20向各传感器发出请求，使得发送计测出的温度数据。但是，如上所述，通过关联处理，该请求实际上被送出到无线机1。即，在从主控制装置20观察时，温度数据的发送请求到达看起来与从控制装置30虚拟地直接连接的传感器即无线机1的传输控制部102。因此，接收到该发送请求的传输控制部102按照各传感器生成存储温度数据的通信分组。然后，将包含由传感器2a、2b、2c分别计测出的温度数据的通信分组分别经由通信端口30b、30c、30d发送到主控制装置20。然后，在时刻t6，主控制装置20将从各传感器接收到的温度数据存储在存储器内，执行与该温度数据相关联的规定处理。

另外，在图3中，从无线机1向从控制装置30发送温度数据仅记载一次，但是，以适当的时间间隔反复由无线机1收集温度数据。并且，在图3中，从无线机1向主控制装置20传输计测出的温度数据，但是，也可以从无线机1暂时存储在从控制装置30中。该情况下，从控制装置30对处于虚拟地直接连接的状态的各传感器发出温度数据的发送请求。然后，主控制装置20也可以请求从控制装置30发送存储着的温度数据。

这样，在图1a所示的控制系统中，通过利用无线通信的信息收集，可实现有效的温度数据收集。因此，虽然无线机1配置在从控制装置30与传感器2a～2c之间，但是，如上所述，通过传输控制部102形成各传感器与从控制装置30的通信端口虚拟地直接连接的状态，因此，在从控制装置30和主控制装置20中，关于与各传感器之间的数据传输，能够如以往那样，换言之，与导入无线机1之前的图1b所示的状态同样地进行通信。因此，与无线机1的导入有关的用户负担被尽可能地抑制。

并且，在从图1b所示的更换状态置换成图1a所示的连接状态时，特别地，通过自动进行图3中时刻t1～t3所示的预处理，能够尽可能地抑制形成图1a所示的控制系统的用户负担，并且能够由无线机1对温度数据进行集中。

<变形例>

根据图5对由主控制装置20和从控制装置30、40形成的控制系统的变形例进行说明。图5所示的控制系统和图1a所示的控制系统的不同之处在于，与进行无线通信的传感器2a～2c分别对应的无线机1a～1c与从控制装置30的通信端口30d、30b、30c有线连接。而且，各个无线机1a～1c与无线机1同样地具有图2所示的各功能部。而且，各无线机中的传输控制部发挥与上述传输控制部102实质上相同的功能，由此，用于形成图5所示的控制系统的与各无线机的导入有关的用户负担被尽可能地抑制。

标号说明

1、1a、1b、1c：无线机；2a、2b、2c：传感器；20：主控制装置；30、40：从控制装置。